Significado de materia interestelar Definición, resumen, elementos e importancia
Licenciada en Física
Definición formal
La materia interestelar es el gas y las partículas de polvo, a una densidad muy baja, que existe entre las estrellas.
En una galaxia como la Vía Láctea, se estima que el 80-90% de su masa está conformada por estrellas, mientras que el 20-10% restante es, precisamente, materia interestelar, donde el hidrógeno (71%), en mayor porcentaje, junto con el helio (27%), son los componentes principales de este medio.
La materia interestelar también contiene trazos de otros elementos y compuestos conocidos en la Tierra, como amoníaco, nitrógeno, carbono, alcohol, agua, oxígeno y muchos otros. Alrededor de un centenar han sido detectados hasta la fecha. Existen, también, algunos compuestos que solamente se dan en las condiciones extremas que imperan en el medio.
Resumen de las características principales
Componentes
El medio interestelar está compuesto de gas (que puede ser neutro, ionizado o presentarse en forma molecular), y pequeñas partículas de polvo (hielos, silicatos y grafito mayormente, pero se han encontrado moléculas orgánicas).
El polvo se encarga de absorber la luz, siendo la más fácil de absorber la de color azul y menos la roja. Su tamaño es variable, hay partículas de polvo que van desde menos de un micrón hasta pequeñas rocas.
Las estrellas que hay detrás de las zonas con mucho polvo se ven enrojecidas o simplemente dejan de verse, si la acumulación de polvo es muy grande.
En el cielo nocturno se pueden apreciar parches muy oscuros. Se trata de nebulosas oscuras o nebulosas de absorción, pero con ayuda de la radiación infrarroja puede verse a través de ellas. Una de las más conocidas es la nebulosa de la Cabeza de Caballo, en el cinturón de Orión.
La constelación de Orión es visible durante las noches claras del invierno/verano del hemisferio boreal/austral y en los trópicos, se puede observar temprano en la madrugada desde finales de julio, hasta el atardecer del mes de abril. Contiene muchos objetos maravillosos, aparte de la nebulosa Cabeza de Caballo, como se verá más adelante.
Densidad media
La densidad promedio de la materia interestelar es tan baja como 1 átomo por cada centímetro cúbico. Así pues, desde el punto de vista de la Tierra, el espacio está casi vacío, pero la galaxia es tan vasta que, aún así, es suficiente como para formar innumerables estrellas.
Distribución
La materia interestelar no se distribuye uniformemente en una galaxia en espiral como la Vía Láctea, sino que la gravedad concentra la mayor parte en una delgada capa en el disco galáctico.
Los astrónomos lo saben por la delgada banda oscura que aparece en el disco de otras galaxias espirales parecidas. Allí la materia interestelar se acumula en regiones cuya densidad es bastante mayor que 1 átomo/cc: las nebulosas ya mencionadas.
Existen las nebulosas oscuras, pero también las hay brillantes. En todo caso, los límites de la materia interestelar con las estrellas y las atmósferas de los planetas son completamente difusos.
Campo magnético
Existe un campo magnético en la materia interestelar. Es muchísimo menor (unas 100000 veces) que el de la Tierra, de -6 micro-gauss.
Elementos fundamentales y temperatura
El hidrógeno es el componente fundamental, como ya se observó, representando un 71% aproximadamente. El siguiente elemento en abundancia es el helio, con 27% y el restante 2% está constituido por otros elementos más pesados, aportados por las estrellas cuando llegan al final de su evolución. En las partículas de polvo hay carbono, oxígeno, silicio, hierro y más.
Esta es, de forma aproximada, la misma composición del Sol y otras estrellas, lo que no es de extrañar, puesto que se trata de la materia prima para su formación.
Ocurre que cuando una estrella de gran masa quema todo el hidrógeno en su núcleo, pasa a quemar otros elementos más pesados, que ha ido sintetizando ella misma, pero a medida que lo hace se va expandiendo y arrojando grandes cantidades de materia al espacio.
Esto es lo que sucede con el supergigante Betelgeuse, que también pertenece a la constelación de Orión. Betelgeuse experimenta oscilaciones en su brillo, porque la misma materia que expulsa al espacio se va enfriando y la estrella queda oculta tras ella.
Dada la presencia mayoritaria de hidrógeno, se ha establecido la existencia de dos regiones de materia interestelar, según la forma en que este elemento se presenta:
Región H I
Compuesta primordialmente por hidrógeno molecular (H2), por ejemplo, en la región más densa de la nebulosa de Orión, situada en el cinturón del cazador. Las nebulosas de este tipo, frías y densas, son las más abundantes y su temperatura está en el rango de los 30-100 K.
Región H II
Aquí predomina el hidrógeno ionizado, es decir, átomos de hidrógeno que perdieron un electrón. Como el hidrógeno consta solamente de un protón y un electrón, esta región consiste en un océano de electrones y protones, con el añadido de un poco de helio y otros elementos ionizados.
Las regiones H II se forman en las cercanías de estrellas muy calientes, mucho más que el Sol, que son capaces de emitir la radiación ultravioleta necesaria como para ionizar la materia interestelar circundante.
Un ejemplo son las estrellas del Trapecio, como no, en la constelación de Orión, visibles con la ayuda del telescopio.
La temperatura de estas regiones está entre 103 -104 K, pero cuando llegan ondas o frentes de choque procedentes de explosiones de supernova, la región se ioniza casi por completo y la temperatura se eleva en el rango de 105-106 K.
Importancia de la materia interestelar
La existencia de la materia interestelar ayuda a reciclar el material proveniente de las estrellas al finalizar su ciclo. Este material se combina con la materia ya existente en las nebulosas, aportando nuevos elementos pesados y mediante la gravedad, se forman nuevas estrellas, con una composición ligeramente distinta a la generación anterior.
Las galaxias en espiral como la Vía Láctea y su vecina Andrómeda, son ricas en materia interestelar y poseen regiones muy activas de nacimiento estelar en las espirales.
En cambio, se ha observado que las galaxias elípticas carecen de gas y polvo interestelar, y tienen una tasa muy baja de nacimientos estelares.
Aparte de todo esto, entre los componentes de la materia interestelar hay moléculas que forman parte de la química de la vida. Es decir, el medio posee los elementos que participan en la vida, tal como la conocemos.
Por tal motivo, al estudiar la materia interestelar, se conoce no solo la composición del universo, sino que se tienen atisbos sobre su evolución.
El hecho de que la materia interestelar esté compuesta en su mayoría por hidrógeno y helio, refuerza la teoría del big bang. Durante los comienzos del universo, después que ocurrió la gran explosión, estos fueron los primeros elementos formados. Luego, transcurridos decenas de millones de años, vinieron a formarse las estrellas, que enriquecieron al medio, aportando los elementos más pesados.
Planetas como la Tierra y todo lo que contiene, incluyendo a la humanidad, es el resultado de ello.
Trabajo publicado en: Jun., 2021.
